高二物理人教版选修34多普勒效应

1、.多普勒效应重/难点重点：波源的频率与观察者接收到的频率的区别。难点：知道多普勒效应是在波源和观察者之间有相对运动时产生的。重/难点分析重点分析：波源的频率单位时间内波源发出的完全波的个数。观察者接收到的频率单位时间内观察者接收到的完全波的个数。难点分析：假如波源和观察者相对静止，那么观察者接收到的频率与波源的频率相等，假如波源或观察者相对运动时，那么观察者接收到的频率与波源的频率不相等，这一现象就叫多普勒效应。打破策略也许你会有这样的体会：当警车向你驶来的时候，警笛的音调变高；当警车分开你向远处驶去时，音调变低。但实际上警笛的频率并没有改变，而是由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感觉到

2、频率的变化，这样的现象叫做多普勒效应。Doppler effect下面通过实验来再次感受一下这种效应。观察与考虑快速转动一端系着蜂鸣器的绳子，让大家感受一下音调的变化。想想为什么？当蜂鸣器随绳子运动时，由于相对于我们有相对运动，因此听起来有音调的变化。1、波源的频率与观察者接收到的频率问题：什么叫频率？声音的音调由什么因素决定？提示：波源的频率-单位时间内波源发出的完全波的个数。观察者接收到的频率-单位时间内观察者接收到的完全波的个数。假如波源和观察者相对静止，那么观察者接收到的频率与波源的频率相等，假如波源或观察者相对运动时，那么观察者接收到的频率与波源的频率不相等，这一现象就叫多普勒效应。

3、2、多普勒效应的成因例1. 波速为v100m/s，波源的频率f100Hz。可算得：波的周期T0.01s，波长1m。1波源和观察者相对静止，在时间t1s里有100个波传到观察者所在处，观察者接收到的频率与波源的频率相等，音调不变。2波源以速度10m/s相对于观察者运动，第一、波源向观察者运动那么对观察者来说感觉到的波速为110m，他在1秒钟内接收到的完全波数为110个，所以观察者感受到的频率f 110Hz比波源的频率f100Hz要高，因此音调变高。注意：波速实际并没有改变，但在一样的间隔 中却多了10个完好波，是由于波在介质中被均匀挤压，使之波长变短的缘故。第二、波源远离观察者，由同学自行分析。

4、3观察者以速度10m/s相对于观察者运动。第一、观察者向波源运动；第二、观察者远离波源，由同学自行分析。4波源与观察者同时相对运动又如何呢？多普勒效应更加明显。例1蝙蝠在洞穴中飞来飞去时，它利用超声脉冲导航非常有效，这种超声脉冲是持续1ms或不到1ms的短促发射，且每秒重复发射几次。假定蝙蝠的超声脉冲发射频率为39000Hz，在一次正朝着外表平直的墙壁飞扑的期间，那么以下判断正确的选项是A墙壁接收到超声脉冲频率等于39000HzB蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于墙壁接收的频率C蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收的频率D蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于3900

5、0Hz解析：蝙蝠波源相对墙壁观察者的间隔 接近，所以墙壁接收到的超声波频率增大，A错误；超声波被反射后频率不变，但传播方向和蝙蝠的运动方向相反，蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声波时，频率会更大，故C正确，B、D错误。例2频率一定的声源在空气中向着静止的接收器匀速运动。以u表示声源的速度，V表示声波的速度uV，f表示接收器接收到的频率，假设u增大，那么Af增大，V增大 Bf增大，V不变Cf不变，V增大 Df减少，V不变解析：此题考察对波速和多普勒效应的理解，机械波在介质中的速度由介质决定，与波的频率、波源的速度无关，因此不管u如何变化，V都不变，声源向着接收器运动，接收器单位时间接收到的完全波的个

6、数增加，波源的速度越大，单位时间接收到的完全波的个数越多，因此u增大，f增大，B正确。3、多普勒效应的应用多普勒效应有很多实际的应用。修理铁路的工人可以从火车的汽笛声判断火车的运行方向和快慢。交通警察向行进中的汽车发射一个频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来时，接收到的频率发生变化，由此可指示汽车的速度图2-5-4。假如汽车超速，接收到的频率如何变化？根据光的多普勒效应，由地球上接收到遥远天体发出的光波的频率可以判断遥远天体相对地球的运动速度。多普勒效应还可以跟踪人造地球卫星，在图2-5-5中，当卫星经过跟踪站上空时，地面接收到的讯号频率是逐渐减小的。天文学家将来自星球的光谱与地球上一样元素的

7、光谱比较发现星球光谱的频率几乎都发生变小，这说明星体都正在远离地球向四面飞去。讨论与交流1、假如你站在警笛鸣叫的救护车上，你就听不到多普勒效应。为什么？2、你怎样才能改变由振动弦发出的声音的音频？资料活页“红移现象多普勒效应用于测量行星的速度。这是因为多普勒效应不仅仅影响声波，假如其它类型的波从挪动的物体向外扩散时，它们在频率方面也同样增大或减小。天上的某些星星比意料显得更红或更蓝。红光比蓝光的频率低。因此，假如星星看来好似更红，说明它们正在远离地球。天文学家运用这个“红移现象证明宇宙在扩大。打破反思基于大纲对多普勒效应这一节内容要求不是太高，在教学中不要求推导速度与频率变化关系，但频率变化与相对运动关系却是要求学生掌握的。所以在教学过程中，以实验探究为主，让学生由感性到理性，逐步理解多普